著者

山本 正伸

出版者

日本有機地球化学会

雑誌

Researches in Organic Geochemistry (ISSN:13449915)

巻号頁・発行日

vol.39, no.1, pp.1-12, 2023-07-14 (Released:2023-09-12)

参考文献数

40

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Atmospheric carbon dioxide (CO2) is an essential factor in determining the Earth's climate. In predicting future warming, it is necessary to understand how atmospheric CO2 has affected past climate change. Past atmosphericCO2 concentrations have been determined by analyzing gases in ice cores drilled through the Antarctic ice. In this study, we show that the carbon isotope ratios of plant-derived fatty acids in the Bay of Bengal sediments represent past atmospheric CO2 concentration changes by comparing them with those in ice cores. Using this relationship, we have shown for the first time that atmospheric CO2 concentration changes before ca 800,000 years ago can be determined with high precision and high temporal resolution. The results show that even before ca 800,000 years ago, the CO2 concentration fluctuated almost synchronously with the volume of continental ice sheets. However, the CO2 concentrations were unexpectedly not high during the warm period prior to 1 million years ago. It was also found that the CO2 concentrations fluctuated earlier than the volumes of continental ice sheets before 1 million years ago but later than the ice volumes after ca 800,000 years ago.

著者

鈴木 健太 山本 正伸 入野 智久 南 承一 山中 寿朗

雑誌

日本地球惑星科学連合2016年大会

巻号頁・発行日

2016-03-10

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氷期の急激な気候変動やイベントとして,ダンスガード・オシュガーサイクル(DOサイクル)とハインリッヒ・イベント(HE)が知られている.HEの氷山流出がDOサイクルの温暖化を引き起こしたという考えが有力であるが,すべてのDOサイクルの温暖化がHEに対応しているわけではない.またDOサイクルの寒冷化速度は時期によりさまざまであり,その速度の支配因子は不明である.このような疑問を明らかにするには,ローレンタイド氷床の北極セクターの崩壊と氷山流出イベントを復元する必要がある. 本研究では,過去7万6千年間の西部北極海堆積物層序を確立し,堆積物の起源と運搬過程を推定した.これにもとづきカナダ北極諸島側からの氷山流出イベントを検出し,氷山流出が起きる条件を考察した.また,西部北極海への氷山流出イベントと温暖化との関係,ローレンタイド氷床北極セクターの崩壊と寒冷化速度の関係を考察した.この目的のため,2011年と2012年に韓国極地研究所の砕氷調査船ARAONによって西部北極海チュクチボーダーランドから採取された5本の堆積物コアについて,IRD含有量と鉱物組成,粒度分布,色,GDGT濃度と組成,有機物量の分析を行った. IRD含有量と鉱物組成が西部北極海チュクチボーダーランドの堆積物層序の確立に有用であることが示され,イベント層としてドロマイト濃集層とカオリナイト単独濃集層が認められた.ドロマイト濃集層は9,000年前と11,000年前,42,000~35,000年前,45,000年前,76,000年前に認められ,カナダ北極諸島からの氷山により運搬されたと考えられる.ドロマイト濃集層堆積時は海水準が現在と比較して40mから80m低かった時期に対応していた.ローレンタイド氷床の縁が北極海に達し,かつ北極海が厚い棚氷や海氷に覆われていなかった時期にのみ,ローレンタイド氷床の北極セクターの崩壊が起きたと考えられる.9000年前のドロマイト濃集層の堆積はH0に,45000年前のドロマイト濃集層の堆積はH5と年代誤差の範囲内でほぼ同時であった.30,000~12,000年前にはローレンタイド氷床の北極セクターの崩壊は起きておらず,亜間氷期1~4の温暖化には北極セクターの崩壊は関与していないと考えられる.45000年前にはローレンタイド氷床の北極側とハドソン湾側の両方で崩壊が起きたと推定されるが,直後の亜間氷期の寒冷化速度は,他の亜間氷期に比べて長い.ローレンタイド氷床の大規模な崩壊により,氷床の成長に時間がかかり,寒冷化に時間がかかったと考えられる.14,000年前のカオリナイト単独濃集層は,その堆積学的特徴から氷河湖の崩壊に伴う淡水の大量流出により形成された可能性がある.

著者

鈴木 健太 山本 正伸1 2 Rosenheim Brad 大森 貴之 Polyak Leonid 南 承一

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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The Arctic Ocean underwent dramatic climate changes in the past. Changes in sea-ice extent and ocean currents in the Arctic Ocean cause changes in surface albedo and deep water formation, which drove global climatic changes. However, Arctic paleoceanographic studies have been limited compared to the other oceans due to chronostratigraphic difficulties. One of the reasons for this is absence of material suitable for 14C dating in the Arctic Ocean sediments deposited since the last glacial maximum. To enable improved age constraints for sediments impoverished in datable material, we apply ramped pyrolysis 14C method (Rosenheim et al., 2008) to sedimentary records from the Chukchi-Alaska margin recovering Holocene to late-glacial deposits. Samples were divided into five fraction products by gradual heating sedimentary organic carbon from ambient room temperature to 900°C. The thermographs show a trimodal pattern of organic matter decomposition over temperature, and we consider that CO2 generated at the lowest temperature range was derived from autochthonous organic carbon contemporaneous with sediment deposition, similar to studies in the Antarctic margin and elsewhere. For verification of results, some of the samples treated for ramped pyrolysis 14C were taken from intervals dated earlier by AMS 14C using bivalve shells. The ages of lowest temperature split showed older ages than the radiocarbon ages derived from bivalve shells indicating that those splits were still mixtures and not pure autochthonous organic matter. The relationship between radiocarbon ages of generated gas and pyrolysis temperature is linear. We used this empirical relationship to determine the optimal temperature yielding pure marine organic carbon and estimated age of horizons by sampling at those temperatures. We compare these ages to mixing model ages decoupling the simpler mixtures represented by our original low-temperature splits, which were consistent with the bivalve ages.

著者

櫻井 弘道 山本 正伸 関 宰 大森 貴之 佐藤 友徳

出版者

日本地球惑星科学連合

雑誌

日本地球惑星科学連合2018年大会

巻号頁・発行日

2018-03-14

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北海道は、東アジアモンスーン影響下の北端に位置しており、夏季モンスーンが強く吹くと、北海道に太平洋からの湿った空気が運ばれる。本研究では、別寒辺牛高層湿原から採取した 約 4mの泥炭コアに含まれるミズゴケなどの植物のセルロースの酸素同位体比を分析し、夏季東アジアモンスーンの古気候復元を試みた。ミズゴケの酸素同位体比は、ツルコケモモやチシマノガリヤスといった高等植物の酸素同位体比よりも、常に低かった。ミズゴケの酸素同位体比は降水の酸素同位体比を直接的に反映しているが、高等植物の酸素同位体比は蒸散によって高くなっているのである。よって、このミズゴケと高等植物の酸素同位体比の差は、相対湿度のプロキシとなる可能性がある。ミズゴケの酸素同位体比の変動は、約1500年前に低下し、約1100年前に上昇しており、これは暗黒寒冷期と中世温暖期に該当すると考えられる。これは、夏季モンスーンによる降水量が約1500年前に少なく、約1100年前に多いということを示唆する。また、高等植物とミズゴケの酸素同位体比の差は、ミズゴケの酸素同位体比と負の相関を持つ。これは、夏の降水量が多いときに相対湿度が高くなっていたことを示唆しており、梅雨前線の活動によって夏の北海道に長雨が降る「蝦夷梅雨」という現象に似ている。蝦夷梅雨は、夏季東アジアモンスーンが強い時に起きる典型的な現象である。したがって、約1100年前の暖かく湿った気候は、夏季東アジアモンスーンの活動が強くなったことによって、夏に頻繁に蝦夷梅雨が起きていたことを反映していると考えられる。

著者

安藤 寿男 長谷川 卓 太田 亨 山本 正伸 長谷部 徳子 高橋 正道 長谷川 精

出版者

茨城大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2009

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モンゴル南東部の白亜紀中期(シネフダグ層)とジュラ紀中期(エーデムト層)の湖成層を対象に,(1)炭素同位体比,カイエビ化石,凝灰岩のF-T年代などに基づく年代層序の構築と,(2)岩相変化(頁岩・ドロマイト互層)から復元した湖水位変動の周期解析,鉱物・主要元素組成による化学風化度変動,有機化学指標(TEX_<86>)による湖水温復元などに基づく古環境変動復元を行い,モンゴル湖成層には,白亜紀中期温室期に頻発した海洋無酸素事変期(OAE1a~1b)の,地球軌道要素を反映した降水量および古気温変動が記録されている.

著者

加 三千宣 山本 正伸 中村 有吾 竹村 恵二 守屋 和佳 谷 幸則

出版者

愛媛大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2010-04-01

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地球温暖化に伴って、数十年スケールで大変動する太平洋のイワシ資源は、今後どのような変動を示すのか。中世温暖期におけるイワシ存在量の数十年スケール変動の振幅変化とそのメカニズムの解明を試みた。マイワシには過去1000年間において300年スケールの変動が見つかり、中世温暖期とそれにつづく小氷期という汎地球規模の気候変動に対して応答しないことがわかった。一方で、マイワシ存在量の300年スケール変動の背後には太平洋とその東西陸域を含む空間規模を持つ気候変動と関連している可能性が示唆された。日本マイワシ資源変動の環境要因として、北西太平洋の餌環境が重要である可能性が示唆された。

著者

長尾 誠也 山本 正伸 藤嶽 暢英 入野 智久 児玉 宏樹

出版者

北海道大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2003

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本研究の目的は。重要ではあるがデータの蓄積に乏しく、季節や地域によりその変動幅が大きく、沿岸域での炭素の吸収と放出量の見積もりを行う上で不確定要素の1つと考えられている河川から海洋への有機体炭素の移行量と移行動態を検討するものである。そのために、寒冷、温帯、および熱帯域の河川を対象に、河川流域の特性、植生、気候による土壌での有機物の分解と生成機構・時間スケールと河川により供給される有機物の特性、移行量との関係を難分解性有機物である腐植物質に着目して調べた。泥炭地を有する十勝川、湿原を流れる別寒辺牛川、褐色森林土の久慈川、スコットランド、ウクライナ、インドネシアの河川水中の溶存腐植物質を非イオン性の多孔質樹脂XAD-8を用いた分離法により分離生成し、いくつかの特性について分析を行った。また、河川水中の有機物の起源と移行動態推定のために、放射性炭素(Δ^<14>C)および炭素安定同位体比(δ^<13>C)を測定し、両者を組み合わせた新しいトレーサー手法を検討した。その結果、放射性炭素(Δ^<14>C)は-214〜+180‰の範囲で変動し、土壌での溶存腐植物質の滞留時間が流域環境により大きく異なることが考えられる。上記の検討と平行して、連続高速遠心機により河川水20〜100Lから懸濁粒子を分離し、放射性炭素および炭素安定同位体比を測定した。その結果、久慈川では年間を通してΔ^<14>Cは-19〜-94‰、炭素同位体比(δ^<13>C)は-24.0〜-31.1‰の範囲で変動し、石狩川ではΔ^<14>Cは-103〜-364‰、δ^<13>Cは-25.9〜-34.2‰、十勝川ではΔ^<14>Cは-111〜-286‰、δ^<13>Cは-25.0〜-31.6‰であった。これらの結果は、流域の環境条件および雪解けや降雨による河川流量の変動等がこれら炭素同位体比の変動を支配している可能性が考えられる。以上の結果から、放射性炭素および炭素安定同位対比を組み合わせる新しいトレーサー手法は、河川の流域環境の違いを反映し、移行動態および起源推定のために活用できることが示唆された。また、現時点では、大部分の地域では核実験以前に陸域に蓄積された有機物が河川を通じて移行していることが明らかとなった。